浅析矿山安全避险“六大系统”建设

李黔峰

(五矿邯邢矿业有限公司)

浅析矿山安全避险“六大系统”建设

李黔峰

(五矿邯邢矿业有限公司)

介绍了矿山安全避险“六大系统”对提高矿山本质安全的作用及与数字矿山建设的关系，分析了我国非煤数字矿山“六大系统”建设中存在的设计、线路、设备等问题，并对“六大系统”运营和管理及如何发挥“六大系统”的最大效能提出了有效的措施，并指出实现各系统的数据集成和联动、同一集团所属矿山“六大系统”的联网是充分发挥平台价值的重要保障。

六大系统 数字矿山 矿山安全 数字化

2010年7月19日，《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》[国发(2010)23号]下发，要求煤矿和非煤矿山在3年内完成“六大系统”安装，否则暂扣安全生产许可证；随后，国家安全生产监督管理总局出台了《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》[安监总管(2010)168号]。根据文件精神，“六大系统”建设成为了非煤地下矿山企业的重要工作。目前，我国在生产的井下非煤矿山基本上都建立了安全避险“六大系统”[1-3]。但调研结果发现，“六大系统”的应用在一定程度上提高了矿山企业的安全保障水平，但也暴露出了系统设计不合理、稳定性差、布线复杂、扩展兼容性差及管理不到位、企业信息化人才匮乏、维护困难等问题。如何保持“六大系统”正常运转、充分发挥 “六大系统”的作用已成为“后六大系统”时期国内地下矿山面临的一个安全保障新课题。

1 六大系统与矿山本质安全

矿山安全避险“六大系统”包括监测监控系统、人员定位系统、通信联络系统、压风自救系统、供水施救系统和紧急避险系统，各子系统均与矿山安全紧密相关。其中压风自救、供水施救和紧急避险三大系统主要侧重于事后救援，是为出现险情后给滞留于井下的人员提供一个安全的生存场所和基本的生存条件，有利于灾害救援，这三大系统的建设基本属于硬件设备的范畴；通信联络、人员定位、监测监控系统则主要侧重于事前的预防和预警，同时也作为事后救援的重要辅助手段和工具。

“六大系统”的建设和完善，对促进矿山安全生产形势持续好转具有重大意义，也是落实科学发展观、坚持以人为本的客观要求。矿山安全生产必须坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针。安全避险“六大系统”构建了以事前灾害预防为主的“防灾”，以事故发生过程中人员自救、避险为主的“避灾”和以事后应急救援为主的“减灾”全过程矿山井下安全保障体系，将信息化、数字化手段用于传统的矿山安全管理中，提升了矿山本质安全水平。

2 六大系统与数字矿山建设

安全避险“六大系统”建设是矿山信息化、数字化建设的过程，是数字矿山建设的一部分。因此“六大系统”应纳入整个矿山数字化建设的规划框架中来，避免出现重复建设、资源浪费及信息孤岛等现象。

我国许多矿山数字化建设缺乏系统布局，各子系统数字化建设相互独立，表现出系统繁多、维护管理孤立和数据结构各异、无法共享及信息孤岛现象严重等特点。作为数字矿山建设一部分的安全避险“六大系统”在许多矿山中也是作为单一的系统建设，建设时没有考虑矿山整体数字化建设的布局。因此，已建立“六大系统”的矿山在今后的数字化建设过程中，需建立统一而规范的信息化集成平台，整合已建的硬件、软件和网络平台，实现安全生产和管理的标准化、信息化，以数字化、自动化、三维可视化、智能化为基础，真正实现管控一体，消除管控狭缝，也是“后六大系统”时代数字矿山建设的发展趋势。新建矿山在规划“六大系统”建设时，需从全局的角度考虑整个矿山数字化建设的布局，应考虑系统的兼容性、平台的共用性，避免重复投资和资源浪费。系统的兼容性包括数据库兼容和硬件接口的兼容，平台的共用性包括硬件平台和软件平台的共用。其中硬件平台兼容是指网络平台兼容，统一的数据传输网络，实现多源数据融合；服务器兼容，采用统一的后台存储及显示服务，或采用分布式数据库，实现多系统的平台共用；建立统一的矿山综合数字信息软件平台，统一权限管理，根据角色分配权限。最终使“六大系统”成为数字矿山的一个有机组成部分，充分发挥和挖掘资源和信息的共享价值，促进矿山安全保障和数字化水平的提高。

3 系统存在问题

通过实地调研国内多家有色、黑色矿山后发现，“六大系统”的建设对矿山安全管理水平的提高起到了一定的促进作用，提高了矿山的本质安全程度，但许多矿山“六大系统”建设和运行中不太理想，存在以下普遍问题。

3.1 设计问题

安全避险“六大系统”是数字矿山的有机组成部分，但许多矿山“六大系统”建设没有结合矿山和上级集团公司信息化、数字化建设的整体布局，集成商杂而不专，系统前瞻性不强，导致系统设计整体缺乏合理性、经济性、实用性及可扩充性。具体表现为：

(1)“六大系统”规划时没有考虑矿山整体数字化建设的布局。各系统集成商采用的技术标准、数据库标准、接口规范等不一致，不利于以后六大系统的联网。

(2)井下网络结构不够精简，人员定位系统、通信联络系统及监测监控系统三大系统多单独布线，线路复杂，维护不方便。

(3)有毒有害气体在线监测非标准强制性要求，并未结合矿山实际情况和维护能力，也未考虑在线监测和便携式监测哪种方式更适合。

(4)地面调度中心设计时，避雷措施设计不到位，雷击高发区矿山设备经常因雷击而损坏。

3.2 线路问题

系统安装时，没有严格按照《金属非金属矿山安全规程》规定施工，导致线路存在安全隐患，具体表现为：

(1)系统中的三大弱电系统布线时，强电线路与弱电线路在一起布线，不仅存在安全隐患，还影响数据传输的可靠性。

(2)系统设备取电方式未充分考虑井下供电电压波动及电源设备的容差范围，容易损坏设备电源。

(3)布线时线路标示卡缺少或不符合要求，设备标示卡缺少或标注不清楚，造成线路或设备维护困难。

3.3 设备问题

系统井下关建设备包含环网交换机、人员定位基站、标识卡、传感器基站及传感器等。通过调研发现，许多矿山采用了非矿安设备，集成商及设备供应商多而杂，质量及售后维护得不到保障。系统建成后，矿山没有对设备进行备品备件的及时补充和定期维护，具体表现为：①人员定位卡漏读问题出现较多；②大多数矿山的在线传感器安装后没有校正，不能反映实际值；③设备备用电源质量达不到备用2 h的规范要求；④设备电源对井下电压波动较大的情况适应性差；⑤压风自救、供水施救系统除专用装置外，其他水阀、气阀锈蚀严重，不能灵活开启。

3.4 操作及日常维护问题

规范系统日常操作、注重系统维护是保证其正常运行的重要手段。调研发现并非所有矿山都认识到安全避险“六大系统”对安全生产的重要性，并未严格按照建设之初的设计进行管理运营，许多管理工作流于形式。“重建设、轻维护”现象使不少系统处于废弃边缘，具体表现为：①矿山虽制定了安全避险“六大系统”管理制度及操作规程汇编，但工作人员并未完全对照管理制度和操作规程进行管理；②系统运行日志填写大多流于形式，没有完全反映系统实际运行状况；③大部分矿山没有对系统做定期巡检，系统数据没有定期保存，传感器没有定期校正；④生产系统延伸或变化后，六大系统没有及时延伸和跟进；⑤均未建立井下主要设备台账信息，不利于日常维护及巡检；⑥缺少对系统使用及故障维修的培训工作，系统维护人员对设计文件学习不够，对系统所出现的报警信息不能正确理解并进行及时处理；⑦矿山专业维护人员少，造成系统维护困难。

调研、分析认为，日常的运营管理是六大系统保持正常运行的关键，其问题约占总问题的50%，其次是系统设计和设备本身问题，约40%，综合布线方式对系统运行也存在一定的影响，约占10%。

4 六大系统的维护和管理

(1)提高认识，健全制度。矿山各层人员需正确认识建设“六大系统”对提高矿山本质安全的重要性以及对促进矿山整体数字化建设的重要作用。站在矿山整体数字化建设的高度，统一规划矿山数字化和“六大系统”建设。不能仅将其视为应付安监检查的一个“陈列观光品”，流于形式，或“重建设、轻维护”。应制定切实可行、落实到人的“六大系统”维护制度；根据矿山生产计划，制定延伸计划及方案，划拨专项维护和扩展资金；建立、健全管理制度、岗位职责、操作规程，并严格执行；相关负责人需将运行维护情况作为周工作例会的必检工作之一；主管安全的部门或信息中心需安排专人负责“六大系统”的维护，加强日常维护与定期巡检；“六大系统”运营应作为有关部门的月度考核任务之一；矿山需从人力、物力、财力及制度四个方面确保“六大系统”的正常运营。

(2)健全台账，加强演练。日常维护时，应建立详细设备台账(包含型号、厂家、安装、维修或更换日期，安放位置、维修记录等)，做好巡检工作；建立井下关键基站标示卡，做好信息备注；矿山需结合“六大系统”的使用，开展相关的防灾、减灾演练。

(3)深化培训，落实要求。应加强矿山安环部门与系统集成方联系，切实要求系统集成商做好系统使用和维护的培训工作，加强矿山技术人员培训的深度和力度，培训内容应包括系统原理、系统构架、系统布线方式、软件系统使用、硬件系统组成、软硬件系统维护等方面；熟悉报警值设定及辨识；熟悉和掌握传感器校正方法，并可将人员定位系统和矿山考勤工作结合起来，杜绝不带定位卡的现象；下井时严格要求携带便携式自救器。

(4)注重设备日常维护，解决影响系统运行的关键问题。设备方面，应定期调校和维护传感器，取消不必要的在线传感器点位，备足传感器备件；井下长期未启用设备，应及时拆卸到地表进行保存，避免环境变化损坏设备；备品备件需作为矿山的安措费用一部分，严格按规范要求备足；针对影响设备稳定运行的电源问题，应结合矿山井下供电情况和设备对电压波动的适应情况，确定是否在井下敷设“六大系统”专用电源，或要求系统集成商完善设备电源。

(5)重视变更，完善资料。资料的完整对系统的维护非常重要，设计时，应随着生产系统的延伸，专门组织“六大系统”的延伸设计和调整，并保存相关设计和变更资料；系统实施时，不仅要重视设计资料的完整性，还需重视竣工图纸及材料的编制，使资料能切实反映系统实际实施情况，便于系统后续维护和更新。

5 发挥六大系统的最大效能

矿山应充分利用目前“六大系统”的平台，结合其建设，发挥平台优势，搭建矿山综合数字信息网，与矿山安全管理、自动控制、智能调度等系统融合，促进数字矿山的建设。上级监管部门或企业集团可逐步实现下属企业的“六大系统”联网，在此基础上，建设矿山安全管理远程监管平台，发挥平台的最大效能。

(1)将“六大系统”建设和使用纳入到矿山整体数字化建设的框架和过程中。“六大系统”中的三大弱电系统，即监测监控系统、通信联络系统和人员定位系统充分体现了数字技术、信息技术在矿山中的应用，因此“六大系统”应纳入到整个矿山的数字化建设中来。从数字矿山的整体规划、建设步骤、功能划分到系统架构设计、数据库设计、设备采购、综合布线、调度显示等方面需考虑矿山目前数字化、信息化建设的现状及今后矿山数字化建设的规划和整体布局。系统考虑平台共用、资源互补、数据共享等，发挥资源的最大效益，避免数据孤岛、条块分割现象。比如网络布线，“六大系统”建设的带宽和系统数据结构设计方面可与其他自动化系统如水泵自动开停、提升机控制、风机自动开停等综合考虑，在后台建设方面亦可留有接口。这样在以后数字化系统实施时，就不需重新布线、投资。在平台共用、数据融合等方面，“六大系统”也可融入到矿山整体的数字化建设中去，从而发挥资金的最大效益和系统的最大效能。

(2)加强“六大系统”的应用，将其作为日常安全生产管理的辅助手段之一。“六大系统”中的三大弱电系统与矿山日常的安全管理或生产作业息息相关，其他三大系统基本上是作为灾害发生和救援时的安全系统发挥作用。通信联络系统是矿山安全生产的必备工具，监测监控系统在矿山日常生产时也可发挥重要作用，比如监控马头门处的人员上下、关键岗位的人员以及用于矿山削峰填谷电力调度等监控。人员定位系统还和矿山日常考勤系统相结合，用于矿山的绩效考核。因此，将“六大系统”融入到矿山的日常安全生产管理中来，有利于系统的长久运行和效能的充分发挥。

(3)优化系统架构，发挥平台潜力。许多矿山建设的“六大系统”，三大弱电系统相互独立，没有实现各系统的数据集成和联动。今后在六大系统建设或系统升级时，应加强系统的数据集成、优化、功能整合及拓展，实现数据的统一传输和管理。上级管理部门可在规范数据接口、数据结构等基础上，实现下属企业或监管企业的“六大系统”联网，实现矿山安全管理的远程监管，并采用大数据技术、数据挖掘技术，实现数据的增值应用，辅助矿山生产经营决策，发挥平台潜力，挖掘潜在价值。

6 结 语

“六大系统”建设对矿山本质安全提升有促进作用，也是国家有关规程规范的要求。矿山要将“六大系统”的建设融入到矿山整体数字化建设中来，加强日常维护和管理力度，将“六大系统”与矿山的日常安全生产管理紧密结合，促进矿山的本质安全，上级监管部门或企业集团通过“六大系统”的联网，实现安全管理的远程监管，扩展系统功能，发挥平台潜力，挖掘系统潜在价值，更好地为矿山安全生产和安全监管服务。

[1] 毛卫旭.金属非金属地下矿山推行六大系统建设的体会与思考[J].管理锦囊，2013 (6)：67-68.

[2] 杨通禄，高艳芬，贾明涛，等.论矿山安全避险“六大系统”在安全生产中的作用[J].采矿技术，2013 (3) ：35-38.

[3] 吴立新，古德生.数字矿山技术[M].长沙：中南大学出版社，2006.

2016-10-17)

李黔峰(1966—)男，工程师，056002 河北省邯郸市丛台区朝阳路88号。